Практика действующих заводов позволила установить, что по сравнению с активными углями ионообменные смолы имеют преимущества при извлечении золота из цианидных растворов и пульп, что обусловливает меньшие капитальные расходы и эксплуатационные затраты. В настоящей работе рассмотрены новые типы смол, селективных по отношению к иону дицианаурата. Это слабоосновные смолы: AuRIX100, содержащая активные группы гуанидина, Леватит MP-64 и IRA-94S (обе с функциональными группами третичного амина), а также сильноосновные: макропористая смола Minix с активными группами трибутиламина и бифункциональные смолы Ionac A-641 и Reillex HPQ, содержащие до 70 % четвертичных аммониевых и пиридиниевых групп и около 30 % третичных аммониевых групп. При использовании угольно-сорбционной технологии показаны преимущества внедрения системы Pumpcell с карусельным расположением сорбционных колонн и наличием стационарных слоев активного угля, ограниченных дренажными сетками: степень насыщения угля золотом в 2 раза больше, чем в случае стандартного CIP-процесса. Более высокие кинетические характеристики сорбции и отсутствие обратного перемешивания пульпы определили снижение капитальных затрат за счет уменьшения количества загружаемого сорбента и размера сорбционных, десорбционных и регенерационных аппаратов. Также рассмотрено использование пульсационных колонн Gekko (Австралия).

В результате исследования возможности удаления примеси свинца из растворов хлорида никеля путем его сорбции на слабоосновных анионитах Lewatit А365, Purolite S984, Purolite S985, Puromet MTS984 и Purolite А110 установлено, что все они проявляют способность к избирательной сорбции свинца, находящегося в форме хлоридных комплексов, но не в равной степени. По селективности к свинцу на фоне макроколичеств хлорида никеля аниониты располагаются в ряд: Lewatit А365 ˃ Puromet MTS9841 ˃ Purolite S984 ˃ Purolite S985 ≥ Purolite А110. Повышение концентрации никеля в растворах отрицательно сказывается на емкости анионитов Lewatit А365 и MTS9841 по свинцу. Присутствие в растворах сульфата натрия (до концентрации по сульфат-иону 30 г/л) не оказывает отрицательного влияния на сорбцию свинца. Лучшие результаты по его извлечению обеспечиваются при сорбции из растворов с концентрацией никеля 100–120 г/л при рН не более 3,0–3,5. Установлено, что при пропускании через колонки с анионитами Lewatit А365 или Puromet MTS9841 модельного раствора, соответствующего по составу типичному хлоридно-сульфатному никелевому электролиту с концентрацией никеля 119 г/л, сульфат-иона (в форме сульфата натрия) 30 г/л и свинца 1,12 г/л, достигается более чем 1000-кратная очистка от примеси свинца первых 15 или 36 к.о. (колоночных объемов) раствора, пропущенного через аниониты Puromet MTS9841 или Lewatit А365 соответственно. Основное количество (93–99 %) поглощенного анионитами свинца десорби­руется дистиллированной водой при температуре 50 °С, а его остатки полностью десорбируются 1 М раствором NaOH.

Исследована кинетика водного выщелачивания лития из «черной массы» отработанных литий-ионных аккумуляторов. Эксперименты проводили при температурах 25 и 80 °C, соотношении Ж:Т = 10 и постоянном перемешивании в течение 2 ч. Установлено, что основное извлечение лития (≈55 %) происходит в первые 20–30 мин, после чего скорость процесса резко снижается. Для описания кинетики использованы модели псевдопервого и псевдовторого порядков, а также моделей Еловича, Аврами и сжимающегося ядра. Показано, что классическая модель сжимающегося ядра неприменима (R² ≤ 0,79). Модель Аврами хотя и демонстрирует удовлетворительное визуальное совпадение, но приводит к отрицательной кажущейся энергии активации, что свидетельствует об ее непригодности. Установлено, что наилучшее согласие с экспериментальными данными обеспечивает модель Еловича, которая при нелинейном регрессионном анализе показала минимальные значения информационных критериев AICc и BIC. Рассчитанная по температурной зависимости параметра α энергия активации составила 31,8 кДж/моль, что соответствует смешанному контролю процесса. Модели псевдопервого и псевдовторого порядков, несмотря на высокие коэффициенты детерминации при линейном анализе, при нелинейной оценке дали существенно худшие результаты.

Развитие отечественной алюминиевой отрасли идет по нескольким направлениям, ключевое место среди которых занимает проведение глубокой модернизации алюминиевого производства, основанной на переводе ванн с анодами Содерберга на ванны с предварительно обожженными анодами. Для данной модернизации важно знать состояние магнитной гидродинамики в криолит-глиноземном расплаве, которая оказывает значительное влияние на работу электролизеров. Посредством математического моделирования был изучен вопрос возможности перевода электролизеров с самообжигающимися анодами на ванны с обожженными анодами без модернизации ошиновки, т.е. с минимальными капитальными затратами. За основу ошиновки ванны с анодом Содерберга была взята уже модернизированная ошиновка электролизера типа С-8БМ(Э). Для расчетов магнитогидродинамических параметров работы электролизера (без изменения конструкции катодной ошиновки, анодных стояков и катодного узла) были использованы специализированные программы MHD-Valdis и Blums V5.07. Принцип расчета заключался в последовательном решении электрической задачи с определением токораспределения, температуры и плотности тока в участках электрической цепи электролизера. Далее решались задачи по оценке характеристик магнитного поля в расплаве электролита и катодного металла электролизера с учетом влияния ферромагнитных масс (магнитная задача). Затем проводился расчет сил Лоренца и их результирующего действия на статический перекос катодного металла, а также скоростей циркуляции металла с целью конечного определения запаса магнитогидродинамической стабильности электролизера. Показано, что в случае перевода ванн Содерберга на ванны с обожженными анодами основные магнитогидродинамические параметры работы электролизера улучшаются: снижаются величины средних и среднемодульных, а также абсолютно минимальных и абсолютно максимальных значений вертикальной компоненты магнитной индукции магнитного поля, уменьшаются на 31,37 % максимальные скорости движения катодного металла и на 21,25 % снижается его полный статический перекос.

Исследованы электрохромные свойства оксидных пленок TiO₂, полученных методом электрохимического оксидирования титана в нитратных расплавах щелочных металлов с добавками. Основное внимание уделено изучению коэффициента контраста (K), который является ключевым параметром для оценки эффективности электрохромных материалов. Установлено, что его максимальные значения (K = 7÷8) достигаются при анодном оксидировании в расплавах с добавкой фторида калия (KF) в концентрации 0,01–0,04 моль/кг при температуре 625 ± 10 К, напряжении 20 ± 5 В и длительности процесса 5–12 мин в потенциостатическом режиме. Показано, что введение фторид-ионов способствует формированию дефектной структуры оксидного слоя, что улучшает его электрохромные характеристики. Оптимальные условия синтеза обеспечивают получение пленок TiO₂ с высокой коррозионной стойкостью и обратимостью электрохромного эффекта. Визуальные наблюдения и количественные измерения подтвердили, что такие пленки демонстрируют интенсивное окрашивание в темно-синий цвет при катодной поляризации и полное обесцвечивание при анодной. Длительные циклические испытания в 1 М растворе H₂SO₄ (эквивалент 2Н) показали высокую стабильность электрохромных свойств оксидных слоев, что делает их перспективными для применения в индикаторных устройствах, таких как дисплеи и «умные» окна. Результаты работы также подчеркивают важность выбора состава электролита и параметров оксидирования для получения воспроизводимых и высококачественных электрохромных материалов. Проведенное исследование вносит значительный вклад в разработку новых электрохромных технологий, обеспечивающих высокую контрастность, долговечность и энергоэффективность. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшей оптимизации процессов синтеза и создания композитных материалов на основе TiO₂.

С использованием термодинамических расчетов установлены энтальпия, энтропия и энергия Гиббса образования соединений неодима: лантанита (Nd₂(CO₃)₃·8H₂O), тангерита (Nd₂(CO₃)₃·3H₂O), гидроксилбастназита и козоита (NdОНCO₃). Определены особенности формирования осадков карбоната неодима со структурой тангерита без нагрева в процессе обратного осаждения, т.е. при подаче азотнокислого раствора неодима (~1 моль/л Nd) в 20 %-ный раствор углеаммонийных солей с рН ≥ 9, что подтверждено морфологическими и рентгенографическими исследованиями соот­ветствую­щих образцов. Показана возможность повышения эффективности процесса осаждения карбоната и последующего фильтрования пульп благодаря упрощению получения порошков карбоната неодима со структурой тангерита с однородными по форме и размеру частицами и их агломератами. Повышение производительности процесса обусловлено применением более концентрированных по неодиму исходных растворов и исключением стадии выдержки осадка под слоем маточного раствора для его перекристаллизации. Применение 20 %-ного раствора бикарбоната аммония не сопровождается образованием осадков с упорядоченной структурой, так как величина рН исходного раствора реагента не превышает 8,76, т.е. не принадлежит области формирования карбоната неодима со структурой тангерита, установленной в результате термодинамического анализа. Результаты работы свидетельствуют о перспективности продолжения исследований в направлении оптимизации режимов осаждения карбоната неодима из азотнокислых растворов с целью получения осадков с требуемыми характеристиками для разработки функциональных материалов.

Высокоэнтропийный сплав Кантора CoCrFeMnNi перспективен для энергетики и освоения космоса благодаря высокой коррозионной стойкости и великолепной низкотемпературной пластичности. Поверхностное ионно-плазменное насыщение его азотом и углеродом может способствовать достижению еще лучших эксплуатационных свойств, но этот вопрос все еще не освещен в литературе подробно. В данной работе с использованием метода одноосного статического растяжения и испытаний на ударную вязкость изучено влияние ионно-плазменного азотирования и нитроцементирования при температурах 400 и 500 ℃ (1 ч) на особенности деформационного поведения, механические свойства и ударную вязкость высокоэнтропийного сплава Кантора в широком интервале температур. Установлено, что формирование упрочненного поверхностного слоя, состоящего из гетерофазного композиционного и диффузионного подслоев, приводит к увеличению предела текучести образцов этого сплава (до 25 %) и сопровождается небольшим повышением прочности при растяжении (до 5 %) в интервале температур от –196 до +300 ℃. Показано, что в этом же температурном диапазоне величины удлинения до разрушения для образцов с упрочненными поверхностными слоями остаются высокими (δ_U > 65 %). Экспериментально подтверждено развитие динамического деформационного старения в сплаве Кантора при температуре испытания 300 ℃ (диаграммы растяжения носят «зубчатый» характер) и выявлено, что поверхностное ионно-плазменное азотирование частично подавляет этот эффект, а в нитроцементированных образцах он не проявляется вовсе. Ионно-плазменная обработка по выбранным режимам практически не оказывает влияния на ударную вязкость образцов сплава Кантора при температуре от –196 до +23 ℃, что подтверждает ее положительное действие на прочностные характеристики исследуемого материала без потери его основных преимуществ – высокой пластичности и ударной вязкости.